[發(fā)明專利]一種硝酸鹽吸附劑的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710106476.7
• 申請(qǐng)日: 2017-02-27
• 公開（公告）號(hào): CN106824051B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊麗韞;楊毛毛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/10
• 分類號(hào): B01J20/10;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/16
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發(fā)明屬于資源綜合利用領(lǐng)域，涉及一種固體廢棄物資源化利用作吸附材料的制備方法，尤其涉及一種鋼渣改性后用于吸附硝酸鹽的合成方法。本發(fā)明是將鋼渣與Al(OH)₃、水按一定比例混合熟化后并在高溫下活化處理制備出一種新型硝酸鹽吸附劑，提供了一種有效處理含硝酸鹽水體的新思路。這種改性方法可以很大程度地提高鋼渣孔隙率和表面性能，改變官能團(tuán)的類型和數(shù)量，增強(qiáng)鋼渣表面陰離子交換能力，并使改性后的鋼渣表面帶正電荷，大大提高鋼渣對(duì)硝酸鹽的吸附效率,對(duì)含有硝酸鹽的廢水具有良好的處理效果，而且原料易得，成本低廉，吸附量大，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于資源綜合利用領(lǐng)域，涉及一種固體廢棄物資源化利用作吸附材料的制備方法，尤其涉及一種鋼渣改性后用于吸附硝酸鹽的合成方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)地快速發(fā)展，產(chǎn)生了大量的水體污染源(如工業(yè)廢水、生活污水及垃圾糞便、化肥大量施用、地表降雨徑流等)，使我國(guó)地表和地下水體中硝酸鹽污染日益嚴(yán)重。水體中硝酸鹽濃度過高會(huì)導(dǎo)致一系列人類健康和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。飲用水中硝酸鹽含量過高會(huì)引起諸如頭暈、惡心、心跳加速、腹瀉等癥狀；當(dāng)硝酸鹽在人體中還原成亞硝酸鹽時(shí)，可能引起高鐵血紅蛋白癥，并誘發(fā)癌癥。而在自然生態(tài)系統(tǒng)中，過高的硝酸鹽會(huì)誘發(fā)相鄰地表水體富營(yíng)養(yǎng)化，從而影響該區(qū)域的生物多樣性。

目前存在多種硝酸鹽的去除方法，包括生物降解法(微生物反硝化技術(shù))、物理化學(xué)處理法(膜分離、蒸餾、離子交換和吸附等)、化學(xué)處理法(活潑金屬還原法、電化學(xué)法和氫氣催化還原脫氮法等)。在這些方法中，吸附法具有操作簡(jiǎn)單，價(jià)格成本低，處理周期短且不伴有二次污染物產(chǎn)生等優(yōu)點(diǎn)，因此選取合適的硝酸鹽吸附材料非常重要。大量研究表明很多物質(zhì)——如活性炭、殼聚糖和離子交換樹脂等可去除水體中硝酸鹽，但這些物質(zhì)大部分生產(chǎn)成本較高，合成工藝較為復(fù)雜。

在我國(guó)，綜合利用工農(nóng)業(yè)廢棄物逐漸引起重視。鋼渣是冶金工業(yè)中產(chǎn)生的固體廢棄物，每年我國(guó)鋼渣的排放量巨大，大量鋼渣堆積，不僅占用土地，還會(huì)帶來環(huán)境污染。鋼渣經(jīng)過粉磨后疏松多孔，比表面積較大，并且密度大，在水中的沉降速度快，固液分離處理周期短，同時(shí)含有大量的堿性氧化物和相當(dāng)數(shù)量的鐵和硅元素，在一定條件下進(jìn)行處理可以聚合成為很好的絮凝材料，因此鋼渣可以通過化學(xué)反應(yīng)和吸附作用處理廢水中的污染物。加之鋼渣價(jià)格低廉，來源廣泛，被認(rèn)為是廉價(jià)、儲(chǔ)存量高和極具吸附效果的吸附材料，可以達(dá)到“以廢治廢”的效果，使之資源化。目前鋼渣直接作為吸附劑用來吸附硝酸鹽的效果一般，因此需要通過一定的改性方法提高鋼渣對(duì)硝酸鹽的吸附性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種不產(chǎn)生二次污染的新型硝酸鹽吸附劑的制備方法，這種新型硝酸鹽吸附劑孔隙率高，表面性能和陰離子交換能力強(qiáng)，且改性后的鋼渣表面帶正電荷，對(duì)含有硝酸鹽的廢水具有良好的處理效果，而且原料易得，成本低廉，吸附量大，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

(1)采用顎式破碎機(jī)或人工破碎將塊狀鋼渣破碎成小塊，然后采用行星球磨機(jī)將鋼渣粉磨，過篩，得到60～100目粒度的鋼渣，洗滌，然后在100～110℃溫度下干燥3～5h后冷卻，得到鋼渣顆粒；

(2)稱取步驟1中獲得的鋼渣顆粒，按鋼渣質(zhì)量百分比加入10～30％改性劑A和50～80％去離子水混合共同置于恒溫水浴鍋中，在20～30℃，150～200r/min條件下使用電動(dòng)攪拌器充分拌合1～2h，得到鋼渣固液混合物B；

(3)將鋼渣固液混合物B放入20～30℃的恒溫箱中熟化10h，再放入100～110℃烘箱下干燥1～3h；

(4)將步驟3中獲得的改性鋼渣放入馬弗爐中在500℃～900℃下焙燒活化1～3h后冷卻，研磨并篩分后得到60～100目活化改性鋼渣，即新型硝酸鹽吸附劑。

其中所述改性劑A為氫氧化鋁粉末。所述鋼渣為轉(zhuǎn)爐鋼渣或電爐鋼渣。